Masalah katup mungkin menyebabkan kegagalan pendaratan modul bulan Peregrine

WASHINGTON — Pendarat bulan Peregrine milik Astrobotic gagal mencapai Bulan karena kegagalan satu katup, sehingga mendorong dilakukannya perancangan ulang katup dan sistem propulsi massal pada pendarat Griffin milik perusahaan yang lebih besar.

Astrobotik diluncurkan pada 27 Agustus Laporan dari komite peninjau kegagalan Misi pertama Berggren menelitinya pada Januari lalu. Misi tersebut mengalami kebocoran bahan bakar beberapa jam setelah peluncuran, sehingga mencegah pesawat ruang angkasa tersebut mencoba mendarat di permukaan bulan. Sebaliknya, pesawat luar angkasa tersebut terbang melalui ruang bulan selama 10 hari sebelum kembali ke permukaan Samudra Pasifik Selatan.

Penyelidikan menyimpulkan bahwa kebocoran tersebut kemungkinan disebabkan oleh kerusakan katup pengatur tekanan (PCV), yang memungkinkan aliran gas helium bertekanan yang tidak terkendali ke dalam tangki oksidator pesawat ruang angkasa, sehingga menyebabkan pecah. Katup tersebut, yang disebut PCV2, berfungsi normal dalam pengujian menjelang peluncuran, namun gagal setelah peluncuran.

Katup kehilangan kemampuannya untuk menutup karena “relaksasi akibat getaran” pada komponen berulir, menyebabkan kegagalan mekanis pada katup, kata John Horak, profesor di Ohio State University yang mengetuai komite peninjau, dalam penjelasan singkat tentang laporan tersebut.

“Jika Anda cukup mengocoknya, Anda akan mendapatkan beberapa perubahan pada konfigurasi mekanis yang akan mencegah katup tersegel. Tidak jauh berbeda dengan saat wastafel Anda mulai menetes,” katanya.

Sebagai bagian dari penyelidikan, para insinyur mengambil katup tekanan cadangan dan memasukkannya ke dalam lingkungan guncangan dan getaran seperti yang terjadi pada katup tersebut di pesawat ruang angkasa. “Kemudian kami menaruh helium di atasnya dan setelah beberapa siklus kecil dan sedang, katupnya bocor. Anda bisa mendengarnya bocor dari jarak sekitar empat kaki,” katanya. Laporan tersebut menunjukkan bahwa tingkat kebocoran dalam pengujian tersebut serupa dengan yang diamati pada pesawat ruang angkasa.

Kebocoran katup terjadi setelah beberapa kali jalan memutar dalam pengembangan sistem propulsi Peregrine. Astrobotic awalnya memutuskan pada tahun 2019 untuk menyewa pemasok guna mengembangkan sistem pengumpan propulsi, tetapi perusahaan tersebut mengalami masalah rantai pasokan setelah pandemi, yang mendorong Astrobotic untuk memindahkan pekerjaan tersebut ke perusahaannya pada awal tahun 2022.

Astrobotic kemudian mengalami masalah dengan katup PCV asli pada sistem ini, dan pada Agustus 2022 memutuskan untuk berganti vendor. Meskipun katup oksidator, PCV2, dari vendor baru tersebut lulus uji penerimaan, katup serupa pada saluran tekanan tangki bahan bakar, PCV1, mengalami kebocoran. Astrobotic memperbaiki katup PCV1 dan ternyata berfungsi normal. Perusahaan kemudian melakukan serangkaian uji lingkungan, termasuk getaran dan akustik.

“Kami masih memandang PCV2 sebagai sebuah risiko” setelah pengujian pra-peluncuran tersebut, karena perbaikan PCV1, kata Sharad Bhaskaran, direktur Peregrine Mission One di Astrobotic. Perusahaan memilih untuk tidak melakukan perbaikan preventif apa pun pada PCV2 karena katup ini tidak bocor dan juga karena lokasinya di pesawat luar angkasa yang sulit diakses.

“Mengakses kendaraan untuk perbaikan atau penggantian akan memerlukan operasi bedah ekstensif pada pesawat ruang angkasa,” katanya, dan dalam prosesnya uji lingkungan yang baru saja selesai akan ditiadakan. “Hal ini, ditambah dengan risiko menyebabkan beberapa kerusakan jika kami membongkar dan memasang kembali pesawat ruang angkasa, membawa kami pada kesimpulan bahwa yang terbaik adalah melanjutkan ke tahap program berikutnya dan tidak mengganti PCV2.”

Horak mengatakan komite audit tidak menyalahkan perusahaan atas keputusan tersebut. “Saya tidak melihat keputusan apa pun yang diambil menjelang peluncuran di mana saya akan berkata, ‘Hei, menurut saya Anda seharusnya melakukan ini secara berbeda,’” katanya. “Keputusan-keputusan tersebut sebagian besar masuk akal. Saya pikir proses pengambilan keputusan oleh tim sangat baik.”

Pelajaran untuk Griffin

Astrobotic menggabungkan perubahan teknis dan perubahan lainnya dari Peregrine ke dalam pendarat bulan Griffin yang lebih besar, yang dijadwalkan diluncurkan pada akhir tahun 2025. Steve Clark, wakil presiden pendarat dan pesawat ruang angkasa Astrobotic, mengatakan bahwa perusahaan tersebut bekerja sama dengan vendor katup, yang mana perusahaan telah menolak. Sebut saja, untuk mendesain ulang LED.

Sistem propulsi Griffin juga akan berisi regulator untuk mengontrol aliran helium yang digunakan untuk memberi tekanan pada tangki serta katup penutup cadangan jika katup kontrol tekanan yang didesain ulang gagal. “Jika kita melihat mekanisme kegagalan yang sama pada katup pengatur tekanan, katup penutup juga akan menjadi cara untuk mengontrol aliran ke oksidator dan tangki bahan bakar,” katanya.

Astrobotic juga menggabungkan tindakan perbaikan dan pencegahan lainnya yang berasal dari misi Peregrine. Peregrine mengalami 24 masalah selama penerbangan selain masalah katup, delapan di antaranya dianggap “misi kritis” tetapi telah teratasi. Masalah-masalah ini termasuk masalah dengan perangkat lunak penerbangan, panduan, sistem navigasi dan kontrol, serta masalah dengan jaringan luar angkasa NASA yang digunakan untuk berkomunikasi dengan Peregrine.

“Masalah-masalah ini diselesaikan secara real-time oleh tim kontrol penerbangan,” katanya, seraya menambahkan, “Semua pembelajaran dari masalah ini telah diintegrasikan ke dalam GM1 juga.” GM1 adalah sebutan perusahaan untuk Griffin Mission One.

Misi tersebut dimaksudkan untuk membawa Volatile Arctic Exploration Vehicle (VIPER) milik NASA ke wilayah kutub selatan bulan, namun NASA mengumumkan pada bulan Juli bahwa mereka telah membatalkan misi tersebut karena pembengkakan biaya dan jadwal meskipun faktanya kendaraan tersebut telah dirakit dan menjalani pengujian lingkungan. . NASA mempertahankan misi Commercial Lunar Payload Services (CLPS) yang diberikan kepada Astrobotic untuk misi tersebut, dengan rencana untuk mengganti kendaraan VIPER dengan muatan atau pemberat lainnya.

CEO Astrobotic John Thornton mengatakan melalui telepon bahwa ada beberapa muatan kecil di GM1 yang masih terbang, termasuk CubeRover kecil yang dikembangkan oleh perusahaan tersebut serta NASA, Badan Antariksa Eropa, dan pelanggan yang dirahasiakan.

“Kami telah melakukan lusinan pembicaraan dengan orang-orang yang ingin menerbangkan Griffin. Beberapa dari percakapan tersebut lebih maju dibandingkan yang lain. Sekarang kami memiliki kapasitas muatan tambahan, kami sedang melakukan pembicaraan dengan banyak pihak,” katanya.

Dia dan eksekutif perusahaan lainnya mengatakan mereka optimis tentang prospek pendaratan Griffin yang sukses meskipun upaya pendaratan Berggren gagal. Misi Berggren memungkinkan perusahaan memperoleh pengalaman penerbangan di banyak subsistem yang akan digunakan di Griffin. Misi tersebut juga memberikan pengalaman kepada karyawan perusahaan dalam mengoperasikan pesawat ruang angkasa dan menangani anomali.

Thornton menambahkan bahwa pendekatan CLPS dalam bekerja sama dengan perusahaan pendaratan baru dengan tarif yang jauh lebih rendah dibandingkan misi pemerintah tradisional memerlukan penerimaan risiko yang lebih besar. “Kami mencoba menjalankan misi dengan harga yang tidak mungkin dilakukan sebelumnya, jadi kami punya keputusan tentang di mana kami fokus dan seberapa cepat kami dapat meluncurkannya,” katanya.

“Saya pikir kami sangat dekat dengan kemenangan bersama Berggren. Saya sangat yakin Griffin akan menemukan keseimbangan yang tepat dan kami akan mencapai tujuan itu,” ujarnya.

Terkait dengan